机器人数字化车间工业智能制造新模式探析

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  摘 要:近年来,随着我国高科技的不断进步,中国制造开始迈向中国创造。众多的企业开始在生产线上采用机器人作为迈向自动化的辅助手段。特别是在装备制造业中,机器人技术结合智能设备、现代信息科技完美呈现出机器人数字化车间。
  关键词:自动化;机器人;数字化车间;智能制造
  机器人数字化车间不仅对工厂的设计生产等环节起到重要的革新作用,更是有效提升了物流速度和效率,可谓是智能制造业的典型代表了。本文将论述一种新型企业生产模式——以机器人为重要劳动力的数字化高精度生产车间,对智能生产的模式进行一定的探讨。
  一、引言
  目前我国众多制造企业面临生产效率低、成本高、工艺粗糙以及企业的核心竞争力不足等问题。而我国要想改变“制造大国”的现状,实现“制造强国”的目标就必须实现企业的去杠杆,以信息化带动工业自动化,用自动化来实现制造业要求达到的高精度、高效率和低能耗,从而体现科学发展、高效发展、绿色发展。数字化生产车间是在高性能计算机的辅助下,采用计算机仿真技术并结合虚拟现实,实现群组自动化工作的生产智能化新模式。工作时,操作者先通过计算机进行整个生产过程的模拟,找出最佳的生产途径,然后在多次反复的试验之后,运用到实际生产中。数字化生产的数据计算不只一遍,而是经过无数次的模拟、仿真、分析,然后挑选出的一种可以自动校准的生产模式。这种自动模式不仅可以提高产品的生产效率,还能在一定程度上修正生产过程出现的质量问题,达到高精度生产的目的。
  二、系统的总控单元
  系统总控单元由流水线控制系统连接机器人设备和其它通信设备共同组成。该系统可以对各个单元的设备进行监控、对产品的数量进行统计并对产品的质量进行标准化检测。总控系统可以远距离操控,可以结合触摸屏的控制台进行远程操控。如果其中的某一个单元发生故障,总控单元操作台应该会显示并发出该单元的警报以便于做到应急处理。
  三、数字化的物流传送系统
  本次新提出的模式中,数字化的物流傳送系统缩短了产品生产的时间。本系统是通过高速运转的计算机控制智能机器人来完成取料和换料过程。我们可以将机器人的手臂设计成两个手爪,一个用来负责取料和下料,另外一个负责换料。这样不仅可以快速的完成取料换料的过程,还可以减少了整个传输系统因人为因素而产生的错误次数,并能有效的保证每次取料的量维持不变。生产工艺还能采取多种不同的布局方式,比如说一对二或者是一对三,只要有足够的备料,就可以实现长时间不间断工作达到提高生产效率的目的。
  四、智能化的立体仓库
  目前,国内大部分企业仓库仍然是比较陈旧的简陋式仓库,其占地面积大,并且产品存放分类混乱。这不仅造成房屋资源紧张与浪费,还会增加企业成本,不便于管理。智能化的立体仓库就可以解决这个问题,通过将产品分类、编号。借助目前高科技的信息软件,将不同的产品信息录入智能系统,并将数据通过芯片传递给机器人。通过这种方式,只用很少的人力资源就轻松找到不同型号产品的摆放位置,利用机器人智能手臂进行取货、换货以及存货等可以实现整个过程的自动化。不仅省时,而且可以将货物码分层摆设,增加了空间利用率,节省成本的同时也节约了房屋资源。此外,立体仓库应该采用万能角钢组装而成,拆装方便,每个仓位固定有传感器,保证托盘在货架的准确定位。
  五、智能安全防护系统
  传统的安全防护系统一般集成电子防护电路和芯片,类型主要有入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等。在工业生产中也应用到了安全防护系统,本模式结合智能机器人技术达到在数字化车间的高效应用,主要构成有三个方面。首先要有一个安全锁的保障措施,也就是说针对执行不同任务的机器人系统需要有专门的钥匙才能进入机器人的防护网进行检查和检测,并及时对线路故障进行维修。如果取下这种钥匙之后,智能机器人就会采取自动安全防御机制,通过多级串联进行保护,将机械手的活动范围和人工的上、取料分开。第二个方面,对于拥有安全防护系统的机器人来说,为了更好的适应这种高强度和压力的工作,系统内有关自动定时检测的程序,会定期进行自身系统缺陷的检测。如果工作内容长时间为高强度的内容,负荷已经对机器人本身的合理寿命产生威胁,机器人安全防御机制就会发出警报并停止工作。这时候需要专业的工作人员对机器人进行修理和检测,然后在排除警报之后让其恢复正常的工作。除此之外,每当加工一个零件之后它能够实现自动复位的检测,以便及时恢复零点位置进行接下来零件的生产准备。第三个方面,智能机器人包括数字化操作系统应该有一个可用于人工操作的立即停止的按钮,这样就能够在短时间内有效控制加工过程中的突发失误,将损失降到最小。
  六、结束语
  总之,当前在工业制造方面加强对自动化技术的应用是必要的趋势,也是体现科技进步的重要方面。尤其是利用智能机器人建立数字化车间更是众多企业提高产能、降低成本的最佳途径。随着现在科技和加工制造业的进步,工业4.0时代已经到来,我们应该牢牢把握此次智能机器人在工业生产中的应用,形成智能化控制系统、自动化产品生产线、精准的产品评价标准以及高效的产品量化机制,使人工成本更少、安全性更高,为全面提升我国工业生产质量做出应有的贡献。
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